浅谈重力式挡土墙的设计

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1、浅谈重力式挡土墙的设计邹存宇大连市自来水集团设计有限公司【摘要】本文通过对重力式挡土墙的施工经验分析，提出挡土墙设计屮的重点问题，并提供较为合理的构筑建议与措施。在土建工程中，经常用挡土墙来支挡上下高差的土体，而重力式挡土墙是用得较多的一种形式。【关键词】挡土墙；设计要点挡土墙的形式多种多样，按其结构特点，可分为重力式挡土墙，悬臂式挡土墙，衡重式挡土墙等类型。重力式挡土墙是依靠墙体自重抵抗土压力作用的一种墙体，所需要的墙身截面较大，一般由砖、石材料砌筑而成。由于重力式挡土墙具有结构简单、施工方便，能够就地取材等优点，在土建工程中被广泛采

2、用。根据墙背倾斜方向可分为仰斜、折背、直立、俯斜等形式。1重力式挡土墙的设计要点挡土墙设计时，必须具备以下资料：路线平面图、纵断面图、横断面图，地质资料（包括工程地质勘察报告、工程物探报告），地震勘探报告，水文资料，总体设计资料及构造物一览表等。浆砌石挡土墙取材容易，施工简便，适用范围比较广泛。在挡土墙高W10米时，因地制宜，采用浆砌石砌筑，可以较好地满足经济、安全方面的要求。块石应大致方正，其厚度不小于15cm,宽度和长度相应为厚度的1.5~2.0倍和1.5~3.0倍。当墙高＜5时，采用重力式挡土墙，可以发挥其形式简单，施工方便的优势

3、。1.1断面形式的确定根据重力式挡土墙结构类型及其特点，我们可以根据实际条件，选择不同类型的断面结构。如果地面横坡比较陡悄，若采用仰斜式挡土墙，一定会过多增加墙高，断面增大，造成浪费，而釆用俯斜式扌当土墙会比较经济合理。只有在路堑墙、墙趾处地面平缓的路肩墙或路堤墙等情况下，才考虑采用仰斜式挡土墙。1.2挡土墙的截面尺寸的确定重力式挡土墙是靠自身重力来抵抗土压力，在设计时，重力式挡土墙的截面尺寸一般按试算法确定，可结合工程地质、填土性质、墙身材料和施工条件等方面的情况按经验初步拟定截面尺寸，然后进行验算，如不满足要求，则应修改截面尺寸或采

4、取其它措施，直到满足为止。仰斜式挡土墙的墙背坡一般不超过1:0.3,具体结合开挖的临时边坡选取。俯斜式挡土墙的墙背坡一般取1:0.2,随着墙高增加，墙顶宽度相应增大。设计控制重点，对于俯斜式挡土墙，由于所受土压力较大，所以设计时应注意其稳定和抗倾覆的验算。墙身断面的强度成为挡土墙设计中主要的控制指标，所以一定要采用高强度的材料砌筑。1.3土压力的确定挡土墙设计的经济合理，关键是正确地计算土压力，确定土压力的大小、方向与分布。土压力计算是一个十分复杂的问题，它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。计算土压力的理论和方法很多，由于库伦理论

5、概念清析，计算简单，适用范围较广，可适用不同墙背坡度和粗糙度、不同墙后填土表面形状和荷载作用情况下的主动土压力计算，且一般情况下计算结果均能满足工程要求，因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。库伦主动土压力计算公式：Eu=l/2yH2Ka式中：Eu——主动土压力(KN),y——土的容重(KN/m3),H——挡土墙高(in),Ka——库伦主动土压力系数。2重力式挡土墙的计算内容从安全地角度考虑，当埋入土中不算很深时，作用于挡土墙上的荷载有主动土压力、挡土墙自重、墙面埋入土屮部分所受的被动土压力，一般可忽略不计。重力式挡土墙的计

6、算内容主要进行稳定性验算、地基承载力验算和墙身强度验算。2.1挡土墙的稳定验算及强度验算挡土墙的设计应保证其在自重和外荷载作用下不发生全墙的滑动和倾覆，并保证墙身截面有足够的强度、基底应力小于地基承载力和偏心距不超过容许值。因此在拟定墙身断面形式及尺寸之后，应进行墙的稳定及强度验算(采用容许应力法)。2.2墙身截面强度验算通常选取一、两个截面进行验算。验算截面可选在基础底面、1/2墙高处或上下墙交界处等。墙身截面强度验算包括法向应力和剪应力的验算。剪应力虽然包括水平剪应力和斜剪应力两种，重力式挡土墙只验算水平剪应力。设计、验算之后，为保

7、证挡土墙的安全性，必须采取必要的措施。3.1倾覆稳定性增大的措施为减少基底压应力，增加抗倾覆的稳定性，可以在墙趾处伸出一台阶，以拓宽基底，以增大稳定力臂。另外可以改变墙背或墙面的坡度，以减小土压力或增大力臂。改变墙身形式，如采用衡重式、拱桥式等。3.2滑动稳定性增大的措施岀于美观和施工方便的考虑，一段挡土墙通常都采用一个墙面坡。对于山区公路挡土墙，采用较陡的墙面坡，可有效减小墙高，节省材料。重力式抗滑挡土墙的墙背坡度一般采用1:0.25,墙后常设卸荷平台，墙基一般做成倒坡或台阶形，墙高和基础的埋深必须按地基的性质，承载力的要求，地形和水

8、文地质等条件，通过验算来确定。此外，为避免因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据地质条件的变化和墙高，墙身断面的变化而设置沉降缝和伸缩缝。挡土墙的沉降缝和伸缩缝设置在一起，每隔10~20m设置一道，缝宽20